En los últimos 50 años, varios investigadores han estudiado la simbiosis que ocurre entre babosas marinas (similares a caracoles sin caparazón) del clado Sacoglossan y los cloroplastos de las algas de las cuales se alimentan.
Resulta ser que, durante la digestión, los organelos fotosintéticos de las algas (llamados cloroplastos) no son destruidos sino incorporados a células de la babosa. Esto resulta llamativo, ya que es de esperarse que las algas sean completamente digeridas.
Los cloroplastos incorporados se sitúan hacia la superficie del cuerpo de las babosas y continúan realizando la fotosíntesis por varias horas y hasta meses en algunos casos; proporcionando energía para el animal. Gracias a ello, la babosa puede pasar meses sin ingerir alimento, nutriéndose solo de la luz del sol.
Los investigadores se han enfocado en una especie de babosa que consigue aprovechar a largo plazo los cloroplastos que ha incorporado. Este hecho resulta desconcertante, pues la subsistencia de los plástidos en las células del alga dependen de genes nucleares presentes en el alga para más del 90% de las proteínas que estos necesitan.
Se trata de Elysia chlorotica, un animal de color verde esmeralda que posee el aspecto de una hoja y habita en la costa este de Norteamérica, desde Nueva Escocia hasta el sur de Florida. Su alimentación se basa en el alga Vaucheria litorea.
De alguna manera, Elysia chlorotica ha conseguido adquirir genes funcionales del alga de la cual se alimenta. Este es un caso de transferencia horizontal de genes, como se denomina a la adquisición de material genético por vías distintas a la reproductiva. Los genes así adquiridos sirven para mantener funcionales en las células de la babosa a los cloroplastos, los cuales originalmente subsistían dentro de las células de las algas.
Las primeras evidencias de esta transferencia horizontal de genes fueron reveladas por investigadores de la Universidad de Maine, quienes secuenciaron el material genético de los plástidos y del genoma de la babosa. Esto permitió detectar el fragmento de ADN posiblemente transferido.
Posteriormente, investigadores de la Universidad de Florida reportaron evidencia directa de que los cromosomas de Elysia Chlorotica contenían algunos genes provenientes de las algas de las que éstas se alimentan.
Con estas investigaciones se ha podido observar, en la naturaleza, la transferencia de genes entre invertebrados y algas verdes.
Además, se abren nuevas interrogantes: ¿Cómo es que un gen se integra al genoma de una especie diferente y se mantiene funcional? Para ello se necesitaría la presencia de mecanismos que permitan la lectura y la transcripción de ese gen.
La transferencia horizontal de genes seguirá dando mucho que estudiar. Por ejemplo, es importante saber si sería posible observar estos procesos en otros organismos complejos, como el Homo sapiens; y si los mismos podrían tener usos en terapias génicas. Pero ese es tema para un amplio debate.
Referencias
- Julie A. Schwartz, Nicholas E. Curtis, and Sidney K. Pierce. (2014) FISH Labeling Reveals a Horizontally Transferred Algal (Vaucheria litorea) Nuclear Gene on a Sea Slug (Elysia chlorotica) Chromosome. Bull. 227: 300–312
- Pierce, S. K., and N. E. Curtis. 2012. The cell biology of the chloroplast symbiosis in sacoglossan sea slugs. Int. Rev. Cell Mol. Biol. 293: 123–148.
- Rumpho M.E., Worful J.M., Lee J., Kannan K., Tyler M.S., Bhattacharya D., Moustafa A., Manhart JR. (2008) Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica. Proceedings of the National Academy of Sciences. vol. 105 no. 46/17867–17871.
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Columnista y editora científica de Ciencia del Sur. MSc y PhD en Biología Parasitaria con énfasis en Biología Molecular aplicada a microorganismos por el Instituto Osvaldo Cruz (Fiocruz) de Río de Janeiro, Brasil. Fabiola obtuvo su licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas de la Universidad Nacional de Asunción.
Realizó un posdoctorado en la Universidad de Bath (Inglaterra) y es colaboradora externa del Centro para el Desarrollo de la Investigación Cientifica.
Actualmente es Research Assistant en el Instituto Sanger de Cambridge, Reino Unido.
